Additivverfahren

Additivverfahren, auch additive Fertigung genannt, umfassen Fertigungsverfahren, bei denen Bauteile schichtweise durch das Auftragen, Verfestigen oder Aushärten von Material aufgebaut werden. Im Gegensatz zu subtraktiven Verfahren entstehen Teile direkt aus digitalen Bauteilmodellen durch Addition von Material.

Zu den gängigsten Technologien zählen FDM/FFF (Fused Deposition Modeling, Filament aus Thermoplasten), SLA/DLP (Stereolithografie bzw. Digital Light Processing mit lichtaushärtenden Harzen), SLS (Selective Laser Sintering) und SLM (Selective Laser Melting) für Pulvermetalle, sowie EBM (Electron Beam Melting) im Vakuum. Ergänzend gibt es Binder-Jetting, bei dem Pulver durch Binder verfestigt, und Materialjetting, das aus mehreren Düsen Farbpigmente oder Harze aufspritzt.

Typische Materialien umfassen Polymere wie PLA, ABS, PETG sowie Photopolymerharze; Metallpulver wie Edelstahl, Aluminium, Titan und Nickelbasislegierungen; Keramiken sowie Verbundwerkstoffe. Die Materialvielfalt wächst durch neue Mischungen, Rezyklate und hybride Herstellungsverfahren.

Der Arbeitsablauf beginnt mit der Erstellung eines CAD-Modells, das in eine AM-Datei überführt wird. Anschließend erfolgt das Schichtenwerk, Parametereinstellung und der Druck. Nach dem Bau sind Nachbearbeitungen wie Entfernen von Stützstrukturen, Reinigung, Aushärtung, Oberflächenfinish oder Wärmebehandlungen notwendig, besonders bei Metallen.

Vorteile des Additivverfahrens sind Gestaltungsfreiheit, komplexe Geometrien, Personalisierung und eine effizientere Materialnutzung mit weniger Abfall. Nachteile umfassen oft längere Druckzeiten, höhere Investitions- und Betriebskosten, begrenzte Materialeigenschaften, Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit sowie Anforderungen an Nachbearbeitung und Qualitätskontrollen.

Additivverfahren finden breite Anwendung in Prototyping, Medizintechnik, Luftfahrt, Automobilproduktion, Tooling und Ersatzteilkonsum. Internationale Normen und Standards regeln Begriffe, Klassifikation, Qualitäts- und Prozesskontrollen; wichtige Referenzen sind ISO/ASTM-Standards im Bereich Additive Manufacturing. Forschungseinrichtungen und Industrie entwickeln ständig neue Materialien und Verfahren, um Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit zu verbessern.